Tecnología de bobinado de fibra de vidrio-2

1. Errores operativos
La presión de inyección de agua es alta y el impacto es grande, y la tubería de acero de vidrio no puede verse afectada por la carga. Después de su puesta en funcionamiento, el operador invirtió por error el proceso y mantuvo la presión, y la operación se desequilibró, lo que provocaría la fuga de la tubería de acero de vidrio.

2. Medidas de prevención
De acuerdo con SY / T6267-1996 “Tubería de fibra de vidrio de alta presión”, J / QH0789-2000 Especificación de aceptación y construcción de tubería FRP con hebilla. Harbin Star FRP Co., Ltd. "Instrucciones para la instalación del sistema de tubería de fibra de vidrio roscada", y consulte GB1350235-97 "Código para la construcción y aceptación de ingeniería de tuberías de metal industrial", para evitar defectos de calidad comunes, comprenda la construcción de cada proceso y garantizar la calidad de la construcción. En vista de las 6 razones anteriores para la fuga, se proponen medidas preventivas (ver Tabla 1).

3. Solución
Después de que se produzca la fuga de la tubería de acero de vidrio, se deben tomar medidas de inmediato para evitar la contaminación ambiental. El método de construcción más efectivo es cortar el cono y usar el adaptador de acero para conectar. Los procesos principales son suspender la producción → encontrar fugas → excavación → reciclaje de aguas residuales → instalación de roscas en el sitio → instalación de transferencia de acero → soldadura → prueba de presión → relleno de zanjas de tubería → puesta en marcha. Modo de conexión de los accesorios de tubería de construcción (ver Figura 1)

Notas de construcción:
(1) Antes de cortar y hacer conos, de acuerdo con los requisitos de construcción del sistema HSE, se debe tirar de una cinta de advertencia en el área central y se deben colocar letreros de advertencia al ingresar a la sección de construcción. Después de que ocurre la fuga, la fuente de inyección de agua se corta para reducir la presión a cero y las aguas residuales se recuperan a tiempo después de la excavación para evitar el colapso de la zanja de la tubería y dañar a las personas.
(2) Después de serrar el tubo FRP, la altura de elevación no debe exceder 1 m, y el ángulo no debe exceder 10 ℃. Al cortar y hacer conos, es seguro y conveniente construir en el suelo. La diferencia máxima es de más de 2 m (la tubería está enterrada a 1 m de profundidad). Excave ambos lados desde el punto de fuga. Al menos 20 m por encima.
(3) Instalación de subprocesos en el sitio
Proceso de instalación de roscas in situ: corte → corte cónico → pegado de roscas in situ → calentamiento y curado. El punto de fuga de corte es mejor que 0,3 m. Elija una amoladora de trinquete adecuada (el fabricante está equipado con herramientas especiales). El cono debe estar limpio, libre de grasa, polvo, humedad y el adhesivo debe estar uniformemente mezclado. El revestimiento del extremo se une para expulsar las burbujas de aire en la superficie de unión y luego se gira con la mano para apretar. El tiempo de curado del adhesivo se determina según la temperatura ambiente. La temperatura ambiente y el tiempo de curado se muestran en la Tabla 2.
En invierno, la temperatura de construcción es baja y el tiempo de parada de la inyección de agua no puede exceder las 24 horas. El método de curado y calentamiento eléctrico se puede utilizar para acortar el tiempo de construcción. De acuerdo con la experiencia en la construcción y las características del adhesivo, el mejor efecto de curado se puede lograr en 3-4 horas, y el tiempo total de parada de la construcción se controla en 8 horas. El calentamiento de la cinta calefactora eléctrica se controla a 30-32 ℃, el tiempo es de 3 horas y el tiempo de enfriamiento es de 0,5 horas. Requisitos de energía tropical (ver Tabla 3).
(4) Instale la junta de conversión de acero. La rosca externa in situ y la rosca interna de conversión de acero deben estar limpias y la grasa de sellado debe aplicarse uniformemente. No hay torque con una llave. Después de apretarlo con la mano, apriételo durante dos semanas más. Si hay un par de torsión con una llave, presione Apriete la tabla de torsión de rotación aproximada (consulte la Tabla 4).
(5) Los trabajadores de soldadura deberían estar certificados. Durante el proceso de soldadura, la junta de conversión de acero debe enfriarse y la temperatura no debe exceder los 40 ° C; de lo contrario, el mosquito caracol en el lugar se quemará y se producirán fugas.
(6) Relleno de zanjas de tuberías. Dentro de 0,2 m alrededor de la tubería, es 0,3 m más alto que el suelo natural después de rellenar con arena o suelo blando.

4. Conclusiones y recomendaciones
(1) La línea de tubería de acero de vidrio de alta presión se utiliza en la producción de pozos de inyección de agua y parte de la línea principal de inyección de agua en el campo petrolífero de Jianghan, que resuelve la corrosión y perforación de la tubería, reduce la contaminación y extiende la vida útil del oleoducto y ahorra inversión.
(2) A través de la implementación, la tecnología de construcción para reparar fugas de tuberías de acero de vidrio de alta presión se ha estandarizado, se ha aumentado la tasa de tiempo de inyección de agua, se ha garantizado una producción segura y se ha logrado una construcción civilizada. Desde 2005, la fuga promedio se ha reparado 47 veces y la producción anual de petróleo crudo ha aumentado en más de 80 toneladas.
(3) En la actualidad, para tuberías de acero de fibra de vidrio de presión media y alta (0,25 MPa ~ 2,50 MPa), se utilizan juntas de conversión de acero y de fabricación cónica para reparar fugas, lo que lleva mucho tiempo y no es corrosivo. Con el avance de la ciencia y la tecnología, se siguen produciendo resinas de alta resistencia, iniciadores, agentes de curado, aceleradores y materiales de refuerzo. El uso de interfaces adhesivas para tuberías de acero de fibra de vidrio de presión media y alta requiere más investigación.
Solución a problemas de bobinado de series de productos.
Después de la producción de productos de bobinado de FRP, habrá varios problemas en la calidad de los productos. Estos problemas pueden eliminarse y evitarse eficazmente después de un análisis específico de materias primas, aditivos, procesos y otros factores. A continuación se presenta un problema común al enrollar huecos de productos.

Tipos básicos de vacíos
1. Las burbujas están dentro del haz de fibras, envueltas por el haz de fibras y se forman a lo largo de la dirección del haz de fibras.
2. Los huecos aparecen principalmente en los hoyos entre las capas y donde se acumula la resina.

Análisis de la causa de la brecha
1. El material de refuerzo no está completamente impregnado con la resina matriz y una parte del aire permanece en el material fibroso, que está encerrado por la resina solidificada a su alrededor.
2. El problema del pegamento en sí. Primero, el pegamento se mezcló con aire durante el proceso de preparación, que no pudo eliminarse por completo a tiempo; Además, cuando el pegamento se gelificó y solidificó, se produjeron pequeñas moléculas debido a reacciones químicas, y estas sustancias de bajo peso molecular no pudieron escapar a tiempo.

Medidas para reducir brechas
1. Materiales preferidos
De acuerdo con las características de las materias primas, seleccione materias primas que coincidan entre sí.
2. Fortalecer la impregnación
La impregnación es una parte importante del proceso de moldeo de materiales compuestos y es la clave para el proceso de burbujas o huecos. Por tanto, la impregnación debe reforzarse para reducir las burbujas y mejorar la calidad del producto.
3. Controlar la mezcla
Antes de usar la resina, se agregarán iniciadores, aceleradores, agentes reticulantes, cargas en polvo, retardadores de llama, agentes antiestáticos y pigmentos. Al agregar y mezclar, entrará mucho aire y se deben tomar medidas para eliminarlo.
4. Ajusta el pegamento
La inmersión con pegamento es un proceso importante para la fabricación de materiales compuestos / FRP. Si la mecha de fibra de vidrio no se impregna bien o el pegamento es insuficiente, se producirá seda blanca después de pasar por el tanque de pegamento.
5. Productos enrollados
Cuando se enrolla hilo de seda blanco en el molde del núcleo, este fenómeno sólo puede eliminarse mediante el método del elemento de rotación del molde del núcleo. Debe eliminarse rodando el rollo de fábrica. El enrollado no solo es bueno para sumergir, sino que también puede hacer que el producto sea compacto, de modo que el exceso de pegamento fluya hacia o alejándose de la falta de piezas, reduce los huecos o burbujas, hace que el producto se ajuste mejor, sea más denso y tenga un mejor rendimiento.
6. Reducir la formación de puentes

El llamado puente se refiere al fenómeno de que el hilo de pegamento del producto está por encima de la cabeza, y este fenómeno existe tanto en el extremo como en el barril.
(1) Si el equipo es tosco en la fabricación, pobre en precisión, inestable en operación, los hilos se colocan repentinamente apretados, superpuestos y separados repentinamente, el cableado regular original no se puede realizar y la fibra es fácil de producir. En este momento, el mantenimiento y la mejora del equipo deben llevarse a cabo a tiempo.
(2) El ancho real de la pieza de hilo debe ajustarse para que sea igual o cercano al ancho de la pieza de hilo diseñado.
(3) Controle la cantidad de pegamento.
(4) El número de fibras, la torsión, la viscosidad de la resina y el tratamiento de la superficie de la fibra tienen un cierto efecto en la parte superior de la fibra enrollada.
(5) La temperatura ambiente también tiene cierta influencia en la sobrecarga de la fibra.

Inspección y reparación de productos de filamentos enrollados.
Inspección de productos compuestos de filamentos enrollados
Para los productos compuestos de fibra enrollada, generalmente preste atención a las siguientes inspecciones.

1. Inspección de apariencia

(1) Burbujas de aire: el diámetro de burbuja máximo permitido en la superficie de la capa resistente a la corrosión es de 5 mm. Si hay menos de 3 burbujas con un diámetro de no más de 5 mm por metro cuadrado, no se pueden reparar. De lo contrario, las burbujas deben rayarse y repararse.
(2) Grietas: No debe haber grietas de más de 0,5 mm de profundidad en la superficie de la capa resistente a la corrosión. La superficie de la capa de refuerzo debe tener grietas con una profundidad de 2 mm o más.
(3) Cóncavo y cóncavo (o arrugado): la superficie de la capa resistente a la corrosión debe ser lisa y plana, y el grosor de la parte convexa y cóncava de la capa de refuerzo no debe superar el 20% del grosor.
(4) Blanqueamiento: la capa resistente a la corrosión no debe tener blanqueamiento, y el diámetro máximo del área de blanqueamiento de la capa de refuerzo no debe exceder los 50 mm.

2. Inspección dimensional

De acuerdo con los requisitos de los dibujos, las dimensiones de los productos deben inspeccionarse con herramientas de medición con precisión y rango apropiados.

3. Inspección del grado de curado y microporos del revestimiento.
(1) Inspección in situ
a) No hay sensación pegajosa al tocar la superficie del producto compuesto.
b) Sumerja hilo de algodón limpio en acetona y colóquelo sobre la superficie del producto para observar si el hilo de algodón ha cambiado de color.
c) ¿El sonido que se produce al golpear el producto con la mano o la moneda es vago o nítido?
Si la mano se siente pegajosa, el hilo de algodón se decolora y el sonido es borroso, el curado de la superficie del producto se considera no calificado.
(2) Inspección simple del grado de curado del material compuesto de furano
Tome una muestra y sumérjala en un vaso de precipitados que contenga una pequeña cantidad de acetona, ciérrelo y déjelo en remojo durante 24 horas. La superficie de la muestra es lisa y completa, y la acetona no cambia de color como señal de curado.
(3) Inspección y prueba del grado de curado del producto.
La prueba de dureza Barcol se utiliza para evaluar indirectamente el grado de curado del material compuesto. Se utiliza un probador de dureza Barcol. El modelo puede ser HBa-1 o GYZJ934-1, y la dureza Barcol medida se usa para convertir el grado aproximado de curado. La dureza Barcol de los productos compuestos para heridas con curado ideal es generalmente de 40-55. El grado de curado del producto también se puede probar con precisión de acuerdo con las regulaciones pertinentes de GB2576-89.
(4) Detección de microporos de revestimiento
Cuando sea necesario, se tomarán muestras del revestimiento compuesto e inspeccionarán con un detector de chispas eléctrico o un detector de microagujeros.

4. Inspección del rendimiento del producto
Pruebe las propiedades térmicas, físicas y mecánicas del producto de acuerdo con el contenido de prueba requerido por el documento de instrucciones de trabajo y el estándar de prueba prescrito para proporcionar una base para la aceptación del producto.

5. Inspección de daños
Cuando sea necesario, se requieren pruebas no destructivas de productos como escaneo ultrasónico, rayos X, TC, imágenes térmicas, etc. para analizar y determinar con precisión los defectos internos del producto.

Análisis de defectos del producto, medidas de control y reparación.

1. Las principales razones de la superficie pegajosa de los productos compuestos son las siguientes:
a) Alta humedad en el aire. Debido a que el vapor de agua tiene el efecto de retrasar e inhibir la polimerización de la resina de poliéster insaturado y la resina epoxi, incluso puede causar una pegajosidad permanente en la superficie y defectos como el curado incompleto del producto durante mucho tiempo. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que la producción de productos compuestos se lleve a cabo cuando la humedad relativa sea inferior al 80%.
b) Muy poca cera de parafina en la resina de poliéster insaturado o la cera de parafina no cumple con los requisitos, lo que resulta en la inhibición del oxígeno en el aire. Además de agregar una cantidad adecuada de parafina, también se pueden usar otros métodos (como agregar celofán o película de poliéster) para aislar la superficie del producto del aire.
c) La dosificación de curador y acelerador no cumple con los requisitos, por lo que la dosificación debe controlarse estrictamente de acuerdo con la fórmula especificada en el documento técnico al preparar el pegamento.
d) Para las resinas de poliéster insaturado, se volatiliza demasiado estireno, lo que da como resultado una cantidad insuficiente de monómero de estireno en la resina. Por un lado, la resina no debe calentarse antes de la gelificación. Por otro lado, la temperatura ambiente no debe ser demasiado alta (generalmente 30 grados Celsius es lo apropiado) y la cantidad de ventilación no debe ser demasiado grande.

2. Hay demasiadas burbujas en el producto y los motivos son los siguientes:
a) Las burbujas de aire no se impulsan completamente. Cada capa de extensión y enrollado debe enrollarse repetidamente con un rodillo, y el rodillo debe hacerse en un tipo de zigzag circular o en un tipo de ranura longitudinal.
b) La viscosidad de la resina es demasiado grande y las burbujas de aire introducidas en la resina no se pueden expulsar al remover o cepillar. Necesita agregar una cantidad adecuada de diluyente. El diluyente de la resina de poliéster insaturado es estireno; el diluyente de la resina epoxi puede ser etanol, acetona, tolueno, xileno y otros diluyentes reactivos no reactivos o basados ​​en éter de glicerol. El diluyente de resina de furano y resina fenólica es etanol.

c) Selección inadecuada de materiales de refuerzo, se deben reconsiderar los tipos de materiales de refuerzo utilizados.
d) El proceso de operación es inadecuado. De acuerdo con los diferentes tipos de resinas y materiales de refuerzo, se deben seleccionar métodos de proceso apropiados como inmersión, cepillado y ángulo de laminación.

3. Los motivos de la deslaminación de los productos son los siguientes:
a) El tejido de fibras no ha sido pretratado o el tratamiento no es suficiente.
b) La tensión del tejido es insuficiente durante el proceso de bobinado o hay demasiadas burbujas.
c) La cantidad de resina es insuficiente o la viscosidad es demasiado alta y la fibra no está saturada.
d) La fórmula no es razonable, lo que da como resultado un rendimiento de unión deficiente o la velocidad de curado es demasiado rápida o demasiado lenta.
e) Durante el poscurado, las condiciones del proceso son inapropiadas (generalmente curado térmico prematuro o temperatura demasiado alta).

Independientemente de la delaminación causada por cualquier motivo, la delaminación debe eliminarse completamente, y la capa de resina fuera del área del defecto debe pulirse con una amoladora angular o una máquina pulidora hasta un ancho de no menos de 5 cm, y luego volver a colocar de acuerdo con los requisitos del proceso. Suelo.
Independientemente de los defectos anteriores, se deben tomar las medidas adecuadas para eliminarlos por completo y cumplir con los requisitos de calidad.
Prueba típica de producción y rendimiento de muestras de material compuesto de bobinado

Los materiales compuestos son a menudo materiales anisotrópicos y sus métodos de análisis de diseño son diferentes de los de los materiales metálicos. Las propiedades anisotrópicas de los materiales compuestos conducen a la diferencia entre los métodos de prueba de rendimiento de los materiales compuestos y los materiales metálicos. Para los materiales tradicionales, los diseñadores pueden obtener datos de rendimiento del manual o la especificación del material proporcionada por el fabricante de acuerdo con el material (o marca) al seleccionar el material. El material compuesto no es tanto un material como una estructura más precisa. Su desempeño está relacionado con muchos factores como la matriz de resina, los materiales de refuerzo, las condiciones del proceso, el tiempo de almacenamiento y el ambiente.
Es muy necesario probar el rendimiento de las materias primas antes del diseño de materiales compuestos, pero no se puede decir que se dominen los datos de rendimiento necesarios para el diseño. Solo se puede considerar que la selección de materias primas ha sentado las bases. En la actualidad, los resultados de predicción de los métodos de micromecánica son todavía limitados y solo pueden estimarse cualitativamente. Los datos de rendimiento necesarios para el diseño de componentes compuestos deben obtenerse mediante pruebas de rendimiento básicas, que son cruciales para el trabajo de diseño.
Las pruebas de rendimiento de materiales compuestos son la base para la selección de materiales, la evaluación de los materiales de refuerzo, la matriz de resina, las propiedades de la interfaz, las condiciones del proceso de moldeo y los niveles de tecnología de fabricación, así como el diseño del producto.

1. Placa compuesta de fibra unidireccional
Las propiedades elásticas de los compuestos unidireccionales se caracterizan por las propiedades de tracción y compresión de 0 grados, 90 grados y 45 grados, y las propiedades de interfaz entre la fibra y la resina se caracterizan por ensayos de flexión y cizallamiento interlaminar. Para evaluar las propiedades del material, de acuerdo con los requisitos específicos de los estándares nacionales GB3354-82, GB3856-83, GB3356-82, GB3357-82, GB3355-82, se completa la producción de la placa de material compuesto de fibra unidireccional y luego, la placa de material compuesto de fibra se procesa en varios tamaños y cantidades de la muestra requerida por el método de prueba.

1. Producción de placa de material compuesto de fibra unidireccional
El método de enrollado consiste en hacer que la fibra extraída de la fileta pase a través del tensor, la ranura del pegamento, el rodillo de guía del hilo y la boquilla de enrollado del alambre para enrollarla a su vez en la superficie del molde de núcleo y finalmente solidificar y formar. El estándar nacional estipula que el tamaño de la plantilla es de 270 mm x 270 mm. La plantilla se puede enrollar para hacer dos placas planas (frontal y posterior) a la vez, que se pueden procesar para estirar, comprimir, doblar, cortar entre capas, etc.